大氣環(huán)境中OH自由基反應(yīng)活性的檢測技術(shù).pdf

1、氫氧自由基（OH）是大氣對流層內(nèi)重要的氧化物質(zhì)，能與大氣中絕大多數(shù)的痕量活性組分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而控制痕量活性組分在大氣中的去除速率。在這一去除過程進(jìn)行的同時，也生成了新的二次污染物。大氣中的OH自由基的主要產(chǎn)生源已研究得相對清楚，主要包括了臭氧與亞硝酸的紫外光解。然而，OH自由基的化學(xué)去除卻很難量化。OH自由基可以與大氣中的許多痕量活性組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其中部分痕量物質(zhì)迄今無法測量。因此，直接測量大氣中的OH自由基反應(yīng)活性將有助于了解

2、OH自由基的源匯機(jī)制。
　　本論文將介紹一種新開發(fā)的可直接測定大氣中 OH自由基反應(yīng)活性的檢測技術(shù)及其測定裝置的研發(fā)與應(yīng)用。此技術(shù)基于紫外激發(fā)自由基-高頻激光誘導(dǎo)熒光檢測原理。將含有臭氧與水分的樣品空氣導(dǎo)入測定裝置，在紫外激光脈沖輻射下，通過臭氧光解生成 OH自由基。自由基在樣品空氣中立即發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，濃度逐步降低。使用高頻激光誘導(dǎo)熒光檢測OH自由基技術(shù)，監(jiān)測OH自由基的衰減過程，記錄衰減曲線。通過對衰減曲線的數(shù)據(jù)擬合即可獲得所測

3、的OH自由基反應(yīng)活性。
　　本論文詳細(xì)描述了OH自由基反應(yīng)活性測定裝置的光學(xué)系統(tǒng)、氣體傳輸、自由基檢測和軟件設(shè)計(jì)等的設(shè)計(jì)原理與過程，并針對所組裝的測定裝置，據(jù)其原理確定由衰減曲線中獲得數(shù)據(jù)處理的方法。本研究從自由基的反應(yīng)動力學(xué)出發(fā)，推導(dǎo)得到OH自由基在高濃度NO存在時，表現(xiàn)為雙指數(shù)衰減，并將其成功運(yùn)用于實(shí)時環(huán)境測定中。
　　此裝置測定OH自由基反應(yīng)活性的范圍為1-200 s-1，測定的時間分辨率為1-3分鐘，適用于絕大多數(shù)的

4、大氣環(huán)境測定。整個過程由使用LabVIEW語言編寫的圖形交互界面全面控制，保證運(yùn)行中各部件精密的時序控制。
　　OH自由基反應(yīng)活性測定裝置參加了于2006年夏在珠三角舉行的大型觀測。在這一重度污染區(qū)域，測得的OH自由基反應(yīng)活性在10 s-1至120 s-1之間，且表現(xiàn)出明顯的日變化。OH自由基反應(yīng)活性在晨間達(dá)到最大，均值約為50 s-1，之后在午間達(dá)到日最小值，均值約為20 s-1。晚間的OH自由基反應(yīng)活性主要由人類活動產(chǎn)生的污染